專利名稱：連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，尤其適用于煤巷突出危險(xiǎn)性大小的測(cè)定。
背景技術(shù)：
眾所周知，煤與瓦斯突出是發(fā)生在含高壓瓦斯的軟煤中的一種動(dòng)力現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)突出，經(jīng)常會(huì)危及煤礦工人的性命。煤巷掘進(jìn)是在煤層中進(jìn)行的一種勞動(dòng)過(guò)程，經(jīng)常會(huì)碰到煤與瓦斯突出，進(jìn)行煤巷突出預(yù)測(cè)對(duì)于避免突出的危害十分重要。在上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)的И.B.包布洛夫就觀測(cè)到煤巷掘進(jìn)過(guò)程中能否突出與卸壓帶的長(zhǎng)短密切相關(guān)。卸壓帶長(zhǎng)，掘進(jìn)過(guò)程在卸壓帶內(nèi)進(jìn)行，一般不會(huì)發(fā)生突出；當(dāng)卸壓帶較短時(shí)，同樣進(jìn)尺的掘進(jìn)很容易將具有高壓瓦斯的軟煤突然暴露，導(dǎo)致突出。因此，煤巷工作面的突出危險(xiǎn)性與煤巷工作面前方的卸壓帶分布有關(guān)。但是，多年來(lái)，各國(guó)進(jìn)行煤巷突出預(yù)測(cè)的方法主要是“點(diǎn)預(yù)測(cè)”，無(wú)法反映煤巷工作面前方卸壓帶的實(shí)際分布。國(guó)內(nèi)學(xué)者也曾提供過(guò)一套連續(xù)測(cè)定煤巷工作面鉆進(jìn)過(guò)程中的鉆屑量，打鉆功率，排屑?xì)怏w流量，瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)的類似的預(yù)測(cè)裝置，但還沒(méi)有直接測(cè)定連續(xù)鉆進(jìn)過(guò)程中的瓦斯流量分布的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠測(cè)定煤層鉆進(jìn)過(guò)程中、瓦斯流量隨鉆進(jìn)距離的分布情況，以適應(yīng)煤巷掘進(jìn)中突出預(yù)測(cè)需要的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置。
技術(shù)方案本實(shí)用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，它由封孔裝置、固氣分離器、過(guò)濾器、煤屑控制器、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成，固氣分離器的前部通過(guò)連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過(guò)伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆上的鉆桿；在固氣分離器的頂部與過(guò)濾器相連，過(guò)濾器側(cè)面通過(guò)傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器相連；煤屑控制器設(shè)在固氣分離器的底部；巖石電鉆設(shè)在前后支撐架固定的導(dǎo)軌上。
本實(shí)用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，所述的封孔裝置包括引氣管，設(shè)在引氣管頭部的擋頭，管內(nèi)的阻燃管，外部的密封膠囊、后部的擋盤和密封堵頭；所述的過(guò)濾器包括初始過(guò)濾器和與初始過(guò)濾器相連的精細(xì)過(guò)濾器；所述的連接器由承接管和連接頭構(gòu)成；所述的伸縮裝置由與固氣分離器相連的伸縮管連接頭、連接在伸縮管連接頭上的固定筒、套在固定筒內(nèi)的伸縮筒構(gòu)成；所述的位移傳感器LXC為帶有防爆外殼的每次測(cè)定位移量達(dá)2米的拉線式位移傳感器；所述的煤屑控制器由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)KZ相連的兩個(gè)電容式料位開關(guān)CH5，彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧、排屑頭和傳遞動(dòng)力的防爆電機(jī)構(gòu)成；所述的控制主機(jī)KZ內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測(cè)定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個(gè)氣體流量傳感器和1個(gè)測(cè)量過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器；所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC由防爆外殼和嵌入式計(jì)算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)。。
有益效果本實(shí)用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，由封孔裝置，固氣分離裝置，位移傳感器，主機(jī)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器，巖石電鉆，支撐架及過(guò)濾器所組成。瓦斯流量測(cè)量范圍為0～1020升/分，鉆頭位移每次測(cè)量范圍達(dá)0～2米，能夠測(cè)定煤層鉆進(jìn)過(guò)程中、瓦斯流量隨鉆進(jìn)距離的分布情況，適應(yīng)煤巷掘進(jìn)中突出預(yù)測(cè)的需要，其結(jié)構(gòu)緊湊合理，操作方便，動(dòng)態(tài)性能好，準(zhǔn)確度高，測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定可靠，測(cè)定的結(jié)果能如實(shí)地反映連續(xù)鉆進(jìn)過(guò)程中沿程的瓦斯氣體流量分布，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。通過(guò)對(duì)多次的煤巷工作面測(cè)定表明突出危險(xiǎn)工作面與非突出煤層工作面的測(cè)定結(jié)果具有較大的差異，可以用于反映煤巷工作面前方卸壓帶的分布，以預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)過(guò)程中的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。


圖1是本實(shí)用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中封孔裝置局部放大圖。
圖中1-引氣管，2-擋頭，3-陽(yáng)燃管4-膠囊，5-擋盤，6-密封堵頭，7-連接頭，8-承接管，9-排屑頭，10-固氣分離器，11-伸縮管連接頭，12-固定筒，13-初始過(guò)濾器，14-煤屑控制器，15-連接頭，16-排屑轉(zhuǎn)接頭，17-底座，18-防爆電機(jī)，19-膠管，20-伸縮筒，21-推桿，22-巖石電鉆架，23-巖石電鉆，24-支撐架，25-橫梁，26-精細(xì)過(guò)濾器，27-通氣管，28-傳壓管，29、30、31、32-電纜，33-麻花鉆桿，34-輸送彈簧，KZ-主機(jī)，SC-計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器，CH5-料位開關(guān)，LXC-位移傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，它主要由封孔裝置、固氣分離器10、過(guò)濾器、煤屑控制器14、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆23、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成。封孔裝置由引氣管1，設(shè)在引氣管1頭部的擋頭2，管內(nèi)的阻燃管3，外部的密封膠囊4、后部的擋盤5和密封堵頭6組成，用于收集鉆進(jìn)過(guò)程中從煤層中出來(lái)的煤屑和瓦斯氣體，將其置入打好的鉆孔封孔段中。固氣分離器10用于將煤屑與瓦斯氣體分離而不影響瓦斯流量的測(cè)定，將來(lái)自鉆孔的煤屑和瓦斯氣體分離，固氣分離器10的前部通過(guò)連接器與封孔裝置相連接，連接器由承接管8和連接頭7構(gòu)成，固氣分離器10的后部通過(guò)伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆23上的推桿21和鉆桿33，伸縮裝置由與固氣分離器10相連的伸縮管連接頭11、連接在伸縮管連接頭11上的固定筒12、套在固定筒12內(nèi)的伸縮筒20構(gòu)成。過(guò)濾器與固氣分離器10的頂部相連，側(cè)面通過(guò)傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器相連，過(guò)濾器設(shè)有初始過(guò)濾器13和精細(xì)過(guò)濾器26，精細(xì)過(guò)濾器26與初始過(guò)濾器13相連，并通過(guò)通氣管27與主機(jī)KZ相連，初始過(guò)濾器13上設(shè)置有與主機(jī)KZ相連的傳壓管28。煤屑控制器14設(shè)在固氣分離器10的底部，通過(guò)接頭15與固氣分離器10相連，煤屑控制器14由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭16和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)KZ相連的兩個(gè)電容式料位開關(guān)CH5，彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管19、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧34、排屑頭9和傳遞動(dòng)力的防爆電機(jī)18構(gòu)成。煤樣罐上的電容式料位開關(guān)CH5用于控制彈簧螺旋輸送機(jī)的開動(dòng)和停止，始終保持煤樣罐中的煤屑在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，既防止瓦斯氣體從煤屑出口泄漏，又能防止煤屑的輸運(yùn)過(guò)程引起瓦斯氣體流量的波動(dòng)。排屑轉(zhuǎn)接頭16下方設(shè)有防爆電機(jī)18和底座17，防爆電機(jī)18通過(guò)電纜30與主機(jī)KZ相連。巖石電鉆23設(shè)在前后支撐支架24固定的導(dǎo)軌22上，沿導(dǎo)軌向前移動(dòng)，推動(dòng)推桿21使麻花鉆桿33向煤層鉆進(jìn)，位移傳感器LXC位于巖石電鉆23的后部，用鋼絲繩與電鉆23尾部相連，位移傳感器LXC采用高精度的拉線式位移傳感器，能夠每次記錄0～2米內(nèi)的鉆頭位移量，測(cè)定精度在±5毫米以內(nèi)，用于測(cè)定打鉆過(guò)程中鉆頭的實(shí)時(shí)位移；位移傳感器LXC通過(guò)電纜31與主機(jī)KZ相連，前后支撐支架24上設(shè)有固定導(dǎo)軌22的橫梁25?？刂浦鳈C(jī)KZ內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測(cè)定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個(gè)高精度(＜3％FS)氣體流量傳感器，其響應(yīng)時(shí)間為60毫秒，能夠記錄0～1020升/分的瓦斯氣體流量；主機(jī)KZ中還設(shè)置有1個(gè)測(cè)量過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器，可隨時(shí)測(cè)定過(guò)濾器前后的過(guò)濾阻力，如果過(guò)濾阻力增大，超過(guò)一定范圍，則提示需要進(jìn)行過(guò)濾網(wǎng)的清洗。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC由防爆外殼和嵌入式計(jì)算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)，用于測(cè)試期間的數(shù)據(jù)記錄和顯示。主機(jī)KZ用塑料軟管與固氣分離器10相連，用電纜29與煤屑控制器14上的料位開關(guān)CH5相連，用電纜31與位移傳感器LXC相連，用電纜32與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC相連，對(duì)過(guò)濾后的瓦斯氣體流量、鉆頭的位移量進(jìn)行測(cè)定，并把測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC將記錄整個(gè)測(cè)定期間的數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)，各個(gè)帶電的部分都具有防爆功能。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于它由封孔裝置、固氣分離器(10)、過(guò)濾器、煤屑控制器(14)、連接有位移傳感器(LXC)的巖石電鉆(23)、帶有防爆外殼的控制主機(jī)(KZ)和與其相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器(SC)構(gòu)成，固氣分離器(10)的前部通過(guò)連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過(guò)伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆(23)上的推桿(21)和鉆桿(33)；在固氣分離器(10)的頂部與過(guò)濾器相連，過(guò)濾器的側(cè)面設(shè)有開孔，通過(guò)傳壓管與主機(jī)(KZ)內(nèi)能夠感知過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器相連，煤屑控制器(14)設(shè)在固氣分離器(10)的底部，通過(guò)接頭(15)與固氣分離器(10)相連；巖石電鉆(23)設(shè)在前后支撐架(24)固定的導(dǎo)軌(22)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的封孔裝置包括引氣管(1)，設(shè)在引氣管(1)頭部的擋頭(2)，引氣管(1)內(nèi)的阻燃管(3)，外部的密封膠囊(4)、后部的擋盤(5)和密封堵頭(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的過(guò)濾器包括初始過(guò)濾器(13)和用管子與初始過(guò)濾器(13)相連的精細(xì)過(guò)濾器(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的伸縮裝置由與固氣分離器(10)相連的伸縮管連接頭(11)、連接在伸縮管連接頭(11)上的固定筒(12)、套在固定筒(12)內(nèi)的伸縮筒(20)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的位移傳感器(LXC)為帶有防爆外殼的每次測(cè)定位移量達(dá)2米的拉線式位移傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的煤屑控制器(14)由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭(16)和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)(KZ)相連的兩個(gè)電容式料位開關(guān)(CH5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管(19)、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧(34)、排屑頭(9)和傳遞動(dòng)力的防爆電機(jī)(18)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的控制主機(jī)(KZ)內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測(cè)定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個(gè)氣體流量傳感器和1個(gè)測(cè)量過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器(SC)由防爆外殼和嵌入式計(jì)算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)。
專利摘要一種連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測(cè)煤巷突出裝置，由封孔裝置、固氣分離器、過(guò)濾器、煤屑控制器、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成，固氣分離器的前部通過(guò)連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過(guò)伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆上的推桿及鉆桿；在固氣分離器的頂部與過(guò)濾器相連，過(guò)濾器側(cè)面通過(guò)傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過(guò)濾器過(guò)濾阻力的壓力傳感器相連，煤屑控制器設(shè)在固氣分離器的下部，巖石電鉆設(shè)在由前后支撐架固定的導(dǎo)軌上。其主機(jī)測(cè)量瓦斯流量的范圍為0～1020升/分，每次測(cè)量鉆頭位移的范圍為0～2.0米，其結(jié)構(gòu)緊湊合理，動(dòng)態(tài)性能好，準(zhǔn)確度高，測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定可靠，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21F5/00GK2918739SQ200620071240
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月2日
發(fā)明者蔣承林, 陳松立, 呂淑文 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)